Динамика вязкого газа, турбулентность и струи: Учебное пособие

Страницы работы

63 страницы (Word-файл)

Содержание работы

УЧЕБНИКИ   НГТУ

А. А. Маслов,    С. Г. Миронов

ДИНАМИКА ВЯЗКОГО ГАЗА, ТУРБУЛЕНТНОСТЬ И СТРУИ

Учебное пособие для студентов ФЛА дневной формы обучения

Новосибирск-2005

СОДЕРЖАНИЕ

                                                                                                                              стр.

СОДЕРЖАНИЕ……………………………………………………………………2

ПРЕДИСЛОВИЕ…………………………………………………………………..6

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………..8

1.  УРАВНЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ………………………………………………….9

1.1.  Уравнение неразрывности ……………………………………………10

1.2.  Уравнения Навье-Стокса ……………………………………………...11

1.3.  Уравнение энергии …………………………………………………….15

1.4.  Замыкание уравнений движения …………………………………...…19

1.5.  Граничные и начальные условия ……………………………………..20

1.6.  Безразмерная запись уравнений движения …………………………..21

2.  ПРИМЕРЫ ТОЧНОГО РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИЙ ДИНАМИКИ ВЯЗКОГОГАЗА ………………………………………………………………24

2.1.  Обобщенное течение Куэтта.………………………………………….24

2.2.  Течение Куэтта между нагретыми плоскостями …………………….27

2.3.  Течение Гагена-Пуазейля.……………………………………………..29

2.4.  Несколько замечаний о применимости полученных результатов ….31

3.  ПОЛЗУЩИЕ ДВИЖЕНИЯ …………………………………………………..33

3.1.  Обтекание шара. Приближение Стокса ………………………………33

3.2.  Обтекание шара. Приближение Озеена ………………………………37

3.3.  Течение в слое смазки …………………………………………………39

4.  ЛАМИНАРНЫЙ ПОГРАНИЧНЫЙ СЛОЙ ………………………………...43

4.1.  Уравнения пограничного слоя ………………………………………..43

4.2.  Уравнения Прандтля …………………………………………………..47

4.3.  Интегральные характеристики пограничного слоя …………………48

4.4.  Отрыв пограничного слоя …………………………………………….50

4.5.  Область применимости уравнений пограничного слоя …………….52

5.  АВТОМОДЕЛЬНЫЕ РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИЙ ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ…………………………………………………………………………..55

5.1.  Решения Фокнера-Скэн ……………………………………………….55

5.2.  Задача Блазиуса ………………………………………………………..57

6.  ПРИБЛИЖЕННЫЕ ОДНОПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ…………59

6.1. Интегральное условие импульсов ……………………………………….59

6.2. Метод Кармана-Польгаузена ……………………………………………60

7. СТАЦИОНАРНЫЙ ПОГРАНИЧНЫЙ СЛОЙ НА ПЛАСТИНЕ В ГАЗОВОМ ПОТОКЕ …………………………………………………………………………..64

7.1. Распределение скорости…………………………………………….……65

7.2. Интеграл Крокко………………………………………………….………66

8. ТРЕХМЕРНЫЕ ПОГРАНИЧНЫЕ СЛОИ…………………………….………70

8.1. Пространственный пограничный слой на скользящем крыле…………70

8.2. Установившиеся осесимметричные пограничные слои………………..73

8.3. Пограничный слой на конусе в продольном сверхзвуковом потоке…..75

8.4. Общий подход к проблеме пространственного пограничного слоя…..76

8.5. Аналогия между теплопередачей и сопротивлением тела……………..79

9. СПУТНОЕ ТЕЧЕНИЕ ЗА ПЛАСТИНОЙ…………………………………….81

10. ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ НЕУСТОЙЧИВОСТЬ…………………………85

10.1. Линейная задача устойчивости…………………………………………86

10.2. Метод малых возмущений………………………………………………90

10.3. Приближение параллельного течения………………………………….91

10.4. Уравнение Орра-Зоммерфельда.………………………………………..93

10.5 Задача на собственные значения.………………………………………..93

10.6. Нелинейная теория устойчивости………………………………………96

10.7. Переход ламинарного течения в турбулентное………………………..97

10.8. Влияние сжимаемости на устойчивость……………………..………102

11. МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ ПОГРАНИЧНЫМ СЛОЕМ………………105

11.1. Пассивное управление пограничным слоем………………………….105

11.2. Активное управление пограничным слоем…………………………..118

12. ТУРБУЛЕНТНЫЕ ТЕЧЕНИЯ………………………………………………124

12.1 Уравнения Рейнольдса………………………………………………….125

12.2. Гипотеза Буссинеска……………………………..……………………126

12.3. “Путь перемешивания” Прандтля…………….………………………127

12.4. Гипотеза подобия Кармана ……………………………………………129

12.5. Одно- и двухпараметрические модели турбулентности…………….132

12.6. Универсальные законы распределения скоростей …………………..135

12.7. Турбулентное течение в трубах ………………………………………138

12.8. Связь между законом сопротивления и распределением скоростей..140

11.9. Универсальные законы распределения скоростей для больших чисел Рейнольдса……………………………………………………………………142

11.10. Универсальный закон сопротивления для гладких труб при больших числах Рейнольдса…………………………………………….…………….143

11.11. Турбулентный пограничный слой на плоской пластине………….144

12. СВОБОДНАЯ ТУРБУЛЕНТНОСТЬ.……………………………………..148

12.1. Развитие во времени слоя раздела…………………………………...149

12.2. Плоский след……………………………………………….………….151

12.3. Спутное течение за решетками из стержней .……………………….152

13. ТЕЧЕНИЕ СТРУЙ…………………………………………………….…….155

13.1. Структура и режимы течения в неизобарических сверхзвуковых струях…………………………………………………………………………155

13.2. Граница слоя смешения дозвуковой струи…………………………..176

14. ШУМ СТРУЙ…………………………………………………….………….178

14.1. Шум турбулентных дозвуковых струй…...………………………….179

14.1.1. Основное уравнение шумообразования…..……….……………179

14.1.2. Излучение звука монополями……………………………………180

14.1.3. Излучение звука диполями…………...…………………………..184

Похожие материалы

Информация о работе